基于交错网格Fourier伪谱微分矩阵算子的地震波场模拟GPU加速方案

作为高精度波形反演或逆时偏移的重要组成部分,地震波数值模拟对计算速度和效率提出了更高要求.GPU通用计算技术的产生及其内在数据并行性,为高效地震波数值模拟应用和研究得以有效开展奠定了基础.本文借助交错网格的Fourier伪谱微分矩阵算子和GPU上高效矩阵乘法,实现了复杂介质中地震波模拟的高效算法.数值试验表明,优化后的GPU计算相比CPU单核计算在大规模二维地震波场计算中获得至少100x以上的加速比.这对我们快速分析目标反射层在地震剖面中同相轴位置,制定优化采集方案具有重要意义.

一类矩阵微分算子的亏指数问题

文章考虑一类混合阶矩阵微分算子的亏指数问题,通过将该算子转化为Hamilton算子,运用Hamilton算子已有结论给出矩阵微分算子的几个极限点型与极限圆型判别定理.

利用算子微分研究投影变形理论

本文利用算子的微分矩阵研究投影变形理论，得到了新的等角、等面积和等距离投影的充要条件，并利用这些条件探求了等角圆锥投影以及等角和等面积圆柱投影的正反解变换。

分数阶微分方程的Haar小波算法研究

在BPFs的Caputo分数阶微分算子矩阵的基础上,建立了Haar小波的分数阶微分算子矩阵,提出了一种有效的求解分数阶微分方程的Haar小波数值方法,并将该方法应用于线性和非线性分数阶常微分方程求解中。数值算例表明,该算法简单,数值精确度高,是一种高效的数值求解方法。

矩阵Γ分布的一个等式及其应用

基于矩阵Γ分布 ,本文推导了这种随机矩阵相关的矩阵函数数学期望的一个等式 ,利用这个等式 。

若干-非线性Hamilton算子的等价条件

在非线性演化方程的广义Hamiltom结构之研究中,对Hamilton算子的研究是其重要的一个方面。本文构造了若干种关于未知函数向量非线性的矩阵微分算子,基于Gel'fand的代数理论,研究了这些算子的Hamilton性,并得到了它们为Hamilton算子的关于其系数的代数条件,继而从所得的关系式出发,讨论了各种特殊情形,且举例说明了上述非平凡关于未知函数向量非线性的Hamilton算子的存在性。

基于拟Legendre多项式求解Klein-Gordon方程的数值方法

利用拟Legendre多项式算法研究一类Klein-Gordon方程的数值解法.首先利用拟Legendre多项式逼近未知函数;其次推导出未知函数的微分算子矩阵,再将所求解的偏微分方程离散化为易于求解的代数方程组;最后通过最小二乘法求得数值解.文章给出数值算例来验证所提算法的有效性和高效性,尤其是对于线性的问题,具有更好的逼近效果.

变系数线性齐次常微分方程组的λ-矩阵求解法

进一步讨论了微分变换矩阵的性质 ,指出了变系数线性齐次微分方程组 。

美式看跌期权定价中的小波方法

本文采用有限差分格式和 Daubechies正交小波 ,提出了一种求解 Black- Scholes方程数值解新算法 .为美式看跌期定价提供了一条新的途径 .利用小波基的自适应性和消失矩特性 ,使偏微分算子矩阵和小波级数稀疏化 ,大大减少了计算量 .

一类变时间分数阶扩散方程的数值计算方法

考虑移位勒让德多项式的正交性及可计算性,在Caputo类型的变分数阶微分定义下,给出了移位勒让德多项式的微分算子矩阵。然后,利用得到的算子矩阵将变时间分数阶扩散方程转化成可利用最小二乘法求解的线性方程组。最后,通过数值算例验证了该算法的有效性及正确性。

移位Chebyshev多项式数值求解分数阶非线性Sine–Gordon方程

为解决在物理学中有着广泛应用的一种非线性双曲Sine-Gordon(SG)方程的数值解问题,提出了移位的Chebyshev多项式与分数阶微分性质相结合的高效数值算法.首先,我们推导出移位的Chebyshev多项式一阶微分算子矩阵和分数阶微分算子矩阵,然后将Sine-Gordon(SG)方程转化为线性代数方程组的形式,进而得到分数阶非线性SG方程的数值解.根据所提出的误差校正相关理论,对数值解进行校正以达到更高的精确度.最后用数值算例及收敛阶数对算法进行验证,表明了本文所提方法的有效性和实用性.

KelVin问题的一种新解法

1.引言在静弹性力学的边界元法中,Kelvin问题的解是一种非常重要的基本解.自1848年Lord Kelvin首先用分量形式的Helmhoty分解求出作用在一无限大域内的集中力产生的位移和应力场的特解以来,文献[2]、[3]又用矢量分解的形式进行了求解.其实矢量分解的方法只不过是Lord Kelvin提出的解法的一种冠以矢量算子的简洁书写形式而已.本文将要采用一种全新的方法,直接推导出二维和三维Kelvin问题与边界元法相应的基本解函数.与其它方法相比,该法新颖,且尤为简洁、方便.

粘弹性旋转梁的分数阶模型及其数值算法

为了探究载荷、转速和材料对粘弹性旋转梁位移数值解的影响,采用数学建模的方法,根据粘弹性材料的本构关系、应变位移关系和哈密尔顿原理,推导出了粘弹性旋转梁的分数阶模型,以Legendre小波为基函数进行数值模拟,给出在均布载荷和线性载荷下的位移数值解。研究结果表明:载荷、转速和材料的不同均会对粘弹性旋转梁位移数值解产生影响。研究结论初步突破在时域内建立并求解分数阶粘弹性旋转梁的分数阶模型,有助于对旋转梁振动的研究。